随着人类逐渐迈向信息化时代,使得人们对于移动通信的要求也就越来越高,比如信号的覆盖范围,高速的上网体验等,这些要求都和通信基站的发展密不可分。提升信号的覆盖范围就需要基站的发射系统具有高的输出功率将信号传输到很远的地方,而拥有高速的上网体验就需要通信基站具有较宽的带宽。但是基站的发射系统又是整个系统中耗能最多的部分,所以就需要考虑发射系统的稳定性和耗能条件,而射频功率放大器又在基站发射系统中起着重要的作用,它的性能的高低决定了整个发射系统的性能。也正是这样的要求使得我们要设计出宽带高功率高效率功率放大器。由于F类功放具有比较优秀的性能,所以本文基于F类功放理论设计应用于通信基站的F类功率放大器。论文首先对国内外大量关于设计F类射频功放的文献进行查阅,并且对研究人员针对F类功放所做的的研究进行分析。其次本文将详细介绍关于设计射频功放的一些基础理论,包括传输线的电报方程的理论推导,还有评判功放的性能的指标。接下来对F类功放的理论进行分析,并且对F类功放中的漏极电压电流波形的方程进行推导。并且介绍了使用集总参数的谐波控制网络和使用分布参数的谐波控制网络,为射频功放的设计提供了理论支撑。然后运用不同的创新方法设计了两款放大器:第一款功放应用于4G通信基站,它是基于GaN HEMT器件设计了一个频段在1.5-2.6 GHz的功率放大器。该设计通过使用扇形微带线来设计宽带谐波控制网络,并且通过栅源寄生补偿电路减少输入谐波对输出功率和效率的影响,使得在设计频段内满足二次谐波阻抗为0,三次谐波阻抗为无穷大。实测结果表明,在1.5-2.6 GHz的频率范围内,漏极效率维持为65%-76.93%,输出功率为43.37-45.63 dBm,增益大于10 dB,二次和三次谐波抑制电平分别保持在-15.56至-26.09 dBc和-19.38至-40.54 dBc。实测的指标满足规定的设计要求。第二款功放应用于5G通信基站,采用低通滤波匹配电路设计了一款频率为2.6-3.6 GHz的功率放大器,实测结果表明,在2.6-3.6GHz的频率范围内,漏极效率为66%-69%,输出功率为40.68-41.6 dBm,增益在10 dB以上,实测的指标满足规定的设计要求。本文提出的用这两种设计方法设计出的功放在性能上有很大的提升,包括输出功率、效率和带宽。这就为以后通信基站的功放设计提供了一个新的设计方法。